Funktionsprinzip und Einsatzgebiete der Induktionserwärmung
Als elektrothermische Geräte werden elektrisch leitende Materialien bezeichnet, indem in sie induktive Ströme eingespeist werden Induktionsheizgeräte… Da e. usw. c. Induktion tritt auf, wenn sich die Ströme ändern, die das elektromagnetische Feld anregen. Dann können solche Geräte nur mit Wechselstrom betrieben werden.
Das Hauptelement von Induktionsheizgeräten ist Induktor – Spule, enthält eine bestimmte Anzahl von Windungen, die beim Durchfließen von Wechselstrom entstehen magnetisches Wechselfeld… Hier findet die (erste) Umwandlung elektrischer Energie in magnetische Feldenergie statt.
Wenn ein elektrisch leitfähiger Körper in ein magnetisches Wechselfeld gebracht wird, z.B. usw. c. verursacht das Auftreten eines „sekundären“ Stroms. Es findet eine umgekehrte Umwandlung (zweite) der magnetischen Feldenergie in elektrische Energie statt.
Schließlich wird der im erhitzten Körper induzierte Sekundärstrom gem Das Joule-Lenz-Gesetz erzeugt Wärme: Elektrische Energie wird in Wärme umgewandelt.Durch die dritte Energieumwandlung wird die Wärme gewonnen, die in Induktionsheizgeräten für das Erhitzen oder Schmelzen von Materialien sorgt.
Induktionsheizkreis
Zum Betrieb von Induktionsheizgeräten Ein direkter Kontakt der Stromquelle mit dem erhitzten Objekt ist nicht erforderlich, lediglich das Vorhandensein einer magnetischen Verbindung zwischen dem Objekt und dem Induktor ist erforderlich.
Die wichtigste und älteste Anwendung von Induktionsheizgeräten in der Industrie ist deren Einsatz. wie zum Beispiel elektrische InduktionsöfenEntwickelt zum Schmelzen von Nichteisen- und Eisenmetallen und deren Legierungen. Elektrische Induktionsöfen gewährleisten eine hohe Reinheit der Schmelze, da sie keine Verunreinigungen in das geschmolzene Material einbringen.
Darüber hinaus bewirken Induktionsöfen eine gleichmäßige Erwärmung der gesamten geschmolzenen Materialmasse ohne nennenswerte lokale Überhitzung. Letzterer Umstand ist beim Schmelzen von Mehrkomponentenlegierungen, deren Komponenten unterschiedliche Schmelzpunkte haben, von großer Bedeutung. Bei lokaler Überhitzung (z.B in Lichtbogenöfen) In solchen Legierungen werden niedriger schmelzende Komponenten intensiv verbraucht und die ursprüngliche Zusammensetzung der Ladung wird gestört.
Der Einsatzbereich von Induktionsheizgeräten beschränkt sich nicht nur auf Metallschmelzanlagen. Oft in der modernen Produktion Induktionserwärmung benutzt von zur Oberflächenhärtung von Teilen, beim Biegen von Rohren und profilierten Walzprodukten aus Bimetallprodukten, zum Schweißen von Produkten mit komplexer Konfiguration usw.
Bei der Erwärmung elektrisch leitender Materialien in einem hochfrequenten elektromagnetischen Feld spielt es eine wichtige Rolle Oberflächeneffekt... Der Oberflächeneffekt wird mit zunehmender Frequenz des Versorgungsstroms immer deutlicher.
Die bei der Randschichthärtung erforderliche Fähigkeit, nur die oberen Materialschichten schnell zu erwärmen, beruht ausschließlich auf der Nutzung dieses Effekts.
Die Dicke der Schicht, auch „Stromeindringtiefe“ genannt, hängt vom Widerstand des Materials, der Frequenz des Stroms usw. ab absolute magnetische Permeabilität.
Darüber hinaus kann durch die Wahl einer solchen Betriebsart des Induktionsheizgeräts, die eine hohe Konzentration induktiver Ströme in den Oberflächenschichten gewährleistet, eine deutliche Steigerung der Effizienz des Heizgeräts erreicht werden.
Der Hauptvorteil des Induktions-Oberflächenhärteverfahrens ist die Möglichkeit einer konzentrierten Freisetzung von Wärmeenergie in den Oberflächenschichten von Produkten beliebiger Form und die Möglichkeit der Energieübertragung ohne direkten Kontakt zwischen der Heizung und dem Werkstück. Die Gleichmäßigkeit der Erwärmung von Teilen mit komplexer Konfiguration wird durch Induktoren von gewährleistet eine besondere Form. Allgemein Die Form des Induktors folgt dem Umriss des Teils.
Der Einsatz von Induktionsheizgeräten verbessert in der Regel die Qualitätsindikatoren technologischer Abläufe, erhöht die Arbeitsproduktivität und schafft Voraussetzungen für die Steigerung der Produktion auf ein höheres Niveau durch umfassende Mechanisierung und Prozessautomatisierung.
Die Induktionserwärmung wird auch für allgemeine Zwecke eingesetzt Auftauchen… Beim Laminieren handelt es sich um die dauerhafte Verbindung der Schweißgutschicht mit dem Grundwerkstoff.
Üblicherweise wird die Beschichtung von Nichteisenmetallen und Legierungen auf Stahl und Gusseisen eingesetzt.Für die Oberflächenanwendung ist es notwendig und ausreichend, den Zusatzwerkstoff zu schmelzen und das Grundmetall auf eine Temperatur nahe dem Schmelzpunkt des Zusatzwerkstoffs zu bringen. Das für die Schichtung verwendete Füllmaterial kann in beliebiger Form vorliegen – in Form von Stäben, Streifen, Spänen usw.
Der Einsatz von Induktionsheizgeräten in der Industrie ist nicht auf die betrachteten Beispiele beschränkt, der Anwendungsbereich ist äußerst breit und nimmt jedes Jahr zu.
Erhebliche Vorteile beim Einsatz von Induktionserwärmungsmethoden — Effizienz, Anwendungsflexibilität, hohe Produktqualität, Steigerung der Arbeitsproduktivität usw.